Un equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Singapur NUS ha ideado con éxito un método rápido, económico y ecológico para convertir los residuos de tejidos a base de algodón, como la ropa no deseada, en aerogeles de algodón ultraligeros y altamente comprimibles. Los investigadoresTambién demostró la aplicación de este nuevo material para mantener frías las botellas de agua militares y para un control eficaz del sangrado rápido.
Los aerogeles se encuentran entre los materiales más ligeros del mundo y son altamente porosos con una gran capacidad de absorción y baja conductividad térmica. Estas propiedades únicas hacen que los aerogeles sean muy adecuados para aplicaciones en áreas que incluyen limpieza de derrames de aceite, productos de cuidado personal como pañales, así comoen cuanto al aislamiento térmico y acústico. Si bien los aerogeles se crearon por primera vez en la década de 1930, este material avanzado no ha sido ampliamente adoptado por las industrias debido a su alto costo de producción. Por lo tanto, los principales científicos de aerogel de todo el mundo están buscando activamente formas de mejorar la fabricación yconsumo de diferentes tipos de aerogeles. Contribuyendo a este esfuerzo global, el equipo de NUS ha sido pionero con éxito en el desarrollo de aerogeles utilizando fibras de algodón recolectadas de desechos textiles.
Desde ropa no deseada hasta supermaterial
Dirigido por el profesor asociado Hai Minh Duong y el profesor Nhan Phan-Thien del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de NUS, el equipo de investigación descubrió que los nuevos aerogeles de algodón se pueden comprimir fácilmente y también se pueden recuperar muy rápidamente hasta97 por ciento de su tamaño original cuando se coloca en agua.
"Este nuevo aerogel de algodón ecológico es una mejora importante del aerogel que nuestro equipo había desarrollado anteriormente utilizando desechos de papel. Es altamente compresible, por lo que los costos de almacenamiento y transporte podrían reducirse considerablemente. Además, estos aerogeles de algodón se pueden fabricaren ocho horas: esto es nueve veces más rápido que nuestra invención anterior y aproximadamente 20 veces más rápido que los procesos de fabricación comercial actuales. También son más fuertes, lo que los hace más adecuados para la producción en masa. Si bien hemos demostrado una aplicación novedosa de los aerogeles de algodón paracontrol de hemorragias y aislamiento térmico, continuaremos explorando nuevas funciones para este material avanzado ", dijo el profesor adjunto Duong.
control eficaz del sangrado rápido
La hemorragia, o la pérdida excesiva y rápida de sangre, causada por heridas de bala u otras heridas profundamente penetrantes a menudo puede ser potencialmente mortal. Los dispositivos de control de hemorragias se utilizan para ejercer presión interna para detener el sangrado y promover la coagulación de la sangre.
Los dispositivos de control de hemorragias existentes comprenden una jeringa llena de pequeñas cápsulas de esponja a base de celulosa, recubierta con quitosano, un agente natural derivado de las cáscaras de camarones y otros crustáceos que promueve la coagulación de la sangre. La jeringa se inserta en la herida para liberar elcápsula, que se expande y aplica presión sobre la herida para detener el flujo sanguíneo. Sin embargo, las tasas de expansión y absorción de las esponjas a base de celulosa siguen siendo relativamente lentas.
Para abordar estas limitaciones, los investigadores de NUS desarrollaron gránulos de aerogel de algodón híbrido altamente compresibles que son más efectivos que las esponjas a base de celulosa para el tratamiento de heridas hemorrágicas profundas. Estos gránulos, que comprenden una mezcla óptima de aerogeles de algodón y celulosa recubiertos con quitosano,son simples y rentables de producir, y se pueden integrar fácilmente en una jeringa clínica para usar como dispositivo de control de hemorragias. Los gránulos de aerogel de algodón también son biocompatibles, por lo que se pueden administrar de manera segura para el tratamiento.
"Cada gránulo de aerogel de algodón puede expandirse hasta 16 veces su tamaño en 4.5 segundos, más grande y más de tres veces más rápido que las esponjas a base de celulosa existentes, mientras conserva su integridad estructural. La morfología única de los aerogeles de algodón permite unamayor capacidad de absorción, mientras que la naturaleza compresible permite que el material se expanda más rápido para ejercer presión sobre la herida ", agregó el profesor de Assoc Duong.
Los hallazgos de esta nueva aplicación se publicaron en la revista científica Coloides y superficies A en enero de 2018.
aislamiento térmico
Los soldados se embarcan regularmente en actividades físicas vigorosas en condiciones de calor y humedad. La cantina militar es un elemento esencial en el equipo de supervivencia de un soldado, ya que transporta líquido para rehidratar y mitigar las lesiones por calor. Una cantina militar generalmente puede contener un litro de agua y mantenersu temperatura fresca durante unos 30 minutos en nuestro clima tropical.
El equipo de investigación de NUS, en colaboración con DSO National Laboratories, desarrolló una chaqueta térmica liviana para mantener la temperatura de la lechada de hielo hielo triturado y agua líquida entre 0,1 y 1,0 grados Celsius durante más de cuatro horas.La chaqueta térmica, que pesa alrededor de 200 gramos, consiste en una capa de aerogel de algodón incrustada dentro de las telas de uso común para proporcionar aislamiento térmico.
La cantimplora militar aislada con aerogel de algodón ofrece un mejor rendimiento de aislamiento térmico en comparación con las botellas de agua aisladas comerciales como las botellas FLOE, y es muy comparable a la de los frascos de vacío. Sin embargo, los frascos y frascos de vacío FLOE son mucho más pesados y costosos.
"La propiedad de aislamiento térmico de los nuevos aerogeles de algodón se puede aplicar a varios productos de consumo, como bolsas más frías para mantener frescos los alimentos. También prevemos un enorme potencial para otras aplicaciones de alto valor, como el aislamiento de tuberías y el transporte de productos naturales licuados.gas que debe almacenarse a baja temperatura ", dijo el profesor Nhan.
El equipo de NUS ha presentado una patente para los nuevos aerogeles de algodón y está explorando oportunidades para trabajar con empresas para comercializar la tecnología.
Vea el video aquí : http://youtu.be/cZBlh8-0VsA
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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